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Enregistrement W2784147589 · doi:10.1116/1.5005115

Numerical and experimental thermal analysis of polyimide-based x-ray masks at the Canadian Light Source

2018· article· en· W2784147589 sur OpenAlexaffabout
Sven Achenbach, Chen Shen, Garth Wells

Notice bibliographique

RevueJournal of Vacuum Science & Technology B Nanotechnology and Microelectronics Materials Processing Measurement and Phenomena · 2018
Typearticle
Langueen
DomaineEngineering
ThématiqueAdvancements in Photolithography Techniques
Établissements canadiensCanadian Light Source (Canada)University of Saskatchewan
Organismes subventionnairesSandia National Laboratories
Mots-clésMaterials scienceFabricationThermocoupleLIGAThermal conductivityWaferHeat transferPolyimidePhotoresistOpticsLithographyBeamlineX-ray lithographyOptoelectronicsComposite materialBeam (structure)ResistPhysics

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

In deep x-ray lithography (DXRL), synchrotron radiation is applied to transfer absorber patterns on an x-ray mask into thick photoresist to generate high quality microstructures. Fabrication of the required x-ray masks is a demanding process sequence and constitutes a bottleneck in DXRL technology. Polymer-based mask membranes offer many benefits during mask fabrication and operation, but usually suffer from large thermal distortions during x-ray exposure. These are due to the low thermal conductivity of most polymers (approximately 0.2 W/m K), which results in inefficient heat transfer to the cooled areas around mask and substrate. The power tuning capabilities at the Synchrotron Laboratory for Micro and Nano Devices beamline, Canadian Light Source, however, allow the beam power to be adjusted and consequently limit thermal distortions. In this study, x-ray masks based on 30 μm thick polyimide membranes are studied. Numerical simulations of the thermal and thermoelastic behavior were performed using the software package ansys r14.5. The beam power input parameters were calculated with the software lex-d. For experimental verification, a process to fabricate simple test masks was developed. The polymer membranes were processed on stainless steel sacrificial wafers and were patterned with 80 μm thick nickel absorbers in two macroscopic layouts. Five chromel/alumel (K-type) thermocouples where then bonded to the absorbers to measure the heat distribution. The measurements generally validated the numerical results. The simulated thermal distributions consistently overestimate the experimental values by approximately 4–6 K, which is mainly attributed to uncertainties in the experimental proximity gap settings. The thermal simulation results indicate that the dominant heating mechanism of the resist is conduction: Energy absorbed in the mask absorbers is conducted through the helium gas in the proximity gap to the nonexposed poly(methyl methacrylate) (PMMA) areas and the substrate (cooled to 18 °C). For 500 μm thick PMMA resist, exposed with a synchrotron beam power of 19.6 W, maximum temperatures in the mask are 31.0 and 25.8 °C in the resist below. Maximum single-axis resist deformations in the mask plane amount to 4.12 μm. At 250 μm resist thickness, the observed temperatures are only 25.4 °C in the mask and 22.3 °C in the resist, with maximum mask plane deformations of about 2.3 μm. Integrated over the entire absorber size of 60 mm, these deformations roughly double. Local structure accuracy results were obtained by measuring distortions in a micropatterned polyimide mask. Deformations verify simulation results, vary with the position on the layout, and scale with the incident beam power. At 3.3 W incident beam power, typical deformations around 1–1.5 μm and maximum deformations of 2.3 μm were measured in 100 μm thick resist.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: Expérimental (laboratoire)
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,016
Score d'incertitude au seuil0,877

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0020,002
Études des sciences et des technologies0,0010,002
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,008
Tête enseignante GPT0,228
Écart entre enseignants0,220 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations4
Publié2018
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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